Ni Single Atom Catalysts for CO2 Activation

化学 催化作用 离解(化学) X射线光电子能谱 氧化物 结晶学 Atom(片上系统) 等温微量热法 物理化学 无机化学 化学工程 有机化学 量子力学 物理 工程类 嵌入式系统 计算机科学
作者
Marie-Mathilde Millet,Gerardo Algara‐Siller,Sabine Wrabetz,Aliaksei Mazheika,Frank Girgsdies,Detre Teschner,Friedrich Seitz,Andrey Tarasov,Sergey V. Levchenko,Robert Schlögl,Elias Frei
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:141 (6): 2451-2461 被引量:324
标识
DOI:10.1021/jacs.8b11729
摘要

We report on the activation of CO2 on Ni single-atom catalysts. These catalysts were synthesized using a solid solution approach by controlled substitution of 1-10 atom % of Mg2+ by Ni2+ inside the MgO structure. The Ni atoms are preferentially located on the surface of the MgO and, as predicted by hybrid-functional calculations, favor low-coordinated sites. The isolated Ni atoms are active for CO2 conversion through the reverse water-gas shift (rWGS) but are unable to conduct its further hydrogenation to CH4 (or MeOH), for which Ni clusters are needed. The CO formation rates correlate linearly with the concentration of Ni on the surface evidenced by XPS and microcalorimetry. The calculations show that the substitution of Mg atoms by Ni atoms on the surface of the oxide structure reduces the strength of the CO2 binding at low-coordinated sites and also promotes H2 dissociation. Astonishingly, the single-atom catalysts stayed stable over 100 h on stream, after which no clusters or particle formation could be detected. Upon catalysis, a surface carbonate adsorbate-layer was formed, of which the decompositions appear to be directly linked to the aggregation of Ni. This study on atomically dispersed Ni species brings new fundamental understanding of Ni active sites for reactions involving CO2 and clearly evidence the limits of single-atom catalysis for complex reactions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Roxanne完成签到,获得积分10
刚刚
幸福的千琴完成签到,获得积分10
刚刚
长常九久完成签到 ,获得积分10
1秒前
iNk应助S77采纳,获得20
1秒前
xxxx完成签到 ,获得积分10
1秒前
合适的毛豆完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
快乐柴柴发布了新的文献求助10
2秒前
keke完成签到,获得积分10
2秒前
sx发布了新的文献求助10
2秒前
yy发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
max完成签到,获得积分10
4秒前
到底是谁还在做牛马完成签到 ,获得积分10
4秒前
2123121321321完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
6秒前
6秒前
123发布了新的文献求助30
7秒前
科目三应助十一采纳,获得10
7秒前
木小小完成签到,获得积分10
8秒前
研友_n2QP2L完成签到,获得积分10
8秒前
橙子完成签到 ,获得积分10
8秒前
polofly发布了新的文献求助10
9秒前
陈佳琪完成签到,获得积分10
9秒前
勤恳惮完成签到,获得积分10
9秒前
博士加油完成签到,获得积分10
9秒前
MrPao发布了新的文献求助10
9秒前
大马哥完成签到 ,获得积分10
9秒前
junzilan发布了新的文献求助10
9秒前
bmyy完成签到,获得积分10
10秒前
冰刀完成签到,获得积分10
10秒前
sx完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
求知的周发布了新的文献求助50
11秒前
求文得文完成签到,获得积分10
11秒前
赘婿应助123采纳,获得10
11秒前
12秒前
玩命的元槐完成签到 ,获得积分10
12秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Foreign Policy of the French Second Empire: A Bibliography 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3147236
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2798534
关于积分的说明 7829576
捐赠科研通 2455246
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1306655
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627883
版权声明 601567